Устройство для измерения вибрации роторных машин

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфез СоветскихСоциалистическихРеспублмм и 9.30018 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М. Кл. 5 01 Н 1/00 3 Ъвударвтввккь 4 кеинтвт СССР вф двавм взвбрвтвнив к юткрыткй,16(088,8) вто 54) УСТ ИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯРОТОРНЫХ МАШИН А нератора должна оставаться постояннойв течение определенного промежутка времени. При узких полосах пропусканияфильтров отклонения частоты измеряемо%го сигнала от среднего значения возникающие из-за флуктуации скорости вращения ротора могут превысить ширинуполос пропускания фильтров, Происходящие при этом пропадания сигналов на вы 1 Оходах избирательных каналов вызываютпогрешности измерений, а расширениеполос пропускания фильтров до величины,равной девиации частоты измеряемогосигнала часто бывает невозможно из-эапомех от близких по частоте сигналовдругих роторов и вибрационного шума" машины.Цель изобретения - повышение точности измерений,Укаэанная цель достигается тем, чтоустройство снабжено последовательно соединенными датчиком оборотов, форлщрователем импульсов, полостным +иль 1 роми ограничителем амплитуды, гчюоп кпИзобретение относится к измеритель,ной технике и может быть использовано для спектрального анализа вибрации роторных машин, например, газотурбинных двигателей.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения вибрации роторных машин, содержащее датчик вибрации и подсоединенные к нему через усилитель два избирательных канала, каждый из которых включает последовательно связанные умножвтель, фильтр и квадратичный блок, выходы, которых через сумматор подсоединены к детектору, и фазовращатель ЦНедостатком этого устройства является низкая точность измерений вибраций роторных машин. Это вызвано тем, что на установившихся режимах работы существуют флуктуации скоростей вращения роторов.Для получения результата измерения вибрации на определенной частоте с задан:той достоверностью частота опорного ге18 4С - амплитуда гармоники последовательности 0(Ь) на частоте Нщ;Д - малая величина, выбираемаяисходя из требуемых погрешностей измерений.С помощью датчика 12 оборотов и формирователя 13 импульсов получают сигнал, спектр которого содержит ряд опорных гармоник с постоянными амплитудами и частотами, кратными частоте вращения ротора. При этом флуктуации частот опорных гармоник и измеряемого сигнала около средних значений а, где 4 =1-М, синхронны. Полосовой фильтр 14 настроен на гармонику кратности 4 = й выходного сигнала формирователя 13 импульсов, ( и -номер анализируемой гармоники, причем 1и. Й ). Ширина полосы пропускания полосового фильтра 14 выбирается больше максимальной девиации частоты опорной гармоники, но такой, чтобы исключить попадание в фильтр соседних опорных гармс- ник с частотами (и 1) о и (о +1)и), Ограничитель 15 амплитуды преобразует выходной сигнал полосового фильтра 14 в последовательность прямоугольных импульсов постоянной амплитуды (меандр), устраняя зависимость амплитуды опорноге сигнала, а следовательно, и результатов измерений, от частоты вращения ротора. Сигнал с выхода ограничителя 15 амплитуды поступает на второй вход умножителя 4 второго канала. На второй вход умножителя 3 первого канала поступает сигнал с выхода фазовращателя 11, осуществляющего поворот фазы выходного сйгнала ограничителя 15 амплитуды на 90 . Выходные сигналы умножителей 3 и 4 после фильтров 5 и 6 и возведения в квадрат квадратичными блоками 7 и 8 складываются в сумматоре 9, С выхода сумматора 9 сигнал поступает на, детектор 10, работающий в квадратичном режиме. Выходное напряжение детектора 10 содержит информацию об амплитуде измеряемого процесса на частоте Пш 1.Преимуществом устройства является повышение точности за счет устранения погрешностей измерений, обусловленных флуктувциями скорости вращения ротора. формула изобретения Устройство для измерения вибрации роторных машин, содержащее датчик вибрации и подсоединенные к нему через 3 9300торого подключен к второму входу умножит.ля второго канала и к входу фвзовращателя, а выход последнего подсоединенк второму входу умножителя первого каеила, 5Ка чертеже изображена блок-схемаустройства для измерения вибрации рсьторных машинеУстройство содержит датчик 1 вибра-.Ъции и подсоединенные к нему через усилитепь 2 два идентичных избирательныхканала, каждый из которых включаетпоследовательно связанные умножители3 и 4, фильтр 5 и 6 и квадратичныйблок 7 и 8, выходы которых подсоединены через сумматор 9 к детектору 10,фазовращатель 11, последовательно соединенные датчик 12 оборотов, формирозватель 13 импульсов, полосовой фильтр14 и ограничитель 15 амплитуды, выход 20которого подключен к второму входу умножителя 4 второго канала и к входу фазовращателя 11, выход которого подсоединен к второму входу умножителя 3первого канала. 25Устройство работает следующим образом.Сигнал датчика 1 вибрации, установленного на корпусе машины, через усилитель 2 поступает на соединенные вмео 30те входы умножителей 3 и 4. Датчик12 оборотов вырабатывает сигнал, про-порциональныйчастоте вращения ротораЮ 1, Этот сигнал поступает на вход формирователя 13 импульсов, с выхода которого последовательность прямоугольныхимпульсов 0 постоянной амплитуды Аои длительностью 7 с частотой следованияЩпоступает на вход полосового фильтра14. Последовательность импульсов 0(цимеет очень малую велйнину произведения01, где (М - средняя частота вращения ротора, поэтому ее спектр содержит большое количество гармоник, кратных частоте а 11 451 о Моц Ц= й)+ щ оочфи 1, Соответствующим выбором величины произведения Тш 1 Вожно добиться равно мерности спектра последовательности им пульсов 0- 1) вплоть до гармоники необходимой кратости ЬЙ так, чтобы выполнялось условиешДЬ 1М55где б - амплитуда гармоники последовательности Она чйстоте вращения ротора Ж 1Составитель Л. Казанскаяехред Е.Харитончик Корректор. М.немчик Кугрышева еда 505 3450/50 ТирВНИИПИ Госудапо делам изоб113035, Москва,Подпис митета к твенногоретений и -35, Рау крытийкая наб.,4 ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 930018 6усилитель два избирательных. канала, каж- телем амплитуды, выход которого подклюдый из которых включает последовательно чен к второму входу умножителя второго связанные умножитель, фильтр и квадра- канала и к входу фазовращателя, а выход тичный блок, выходы которых через сум- последнего подсоединен к второму Входу. матор подсоединены к детектору, и фазо умножителя первого канала,вращатель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, Источники информации,что, с целью повышения точности, оно , принятые во внимание при экспертизе снабжено ПОследовательно соединенными 1. Авторское свидетельство СССР датчиком Оборотов, формирователем им- % 684329, кл. С,01 Н 1/00, 1978 пульсОВ, попосовым фильтром и ограничи-. 1 О (пРОтотип).